Como calcular la dureza del agua con edta?

¿Qué es la dureza del agua? ¿como calcular la dureza del agua con edta?

El término "agua dura" se refiere al agua con altos niveles de minerales (en comparación con el agua "blanda"). La presencia de depósitos de calcio, carbonato de magnesio, bicarbonatos y sulfatos en el agua, a medida que se filtra a través de depósitos como caliza, tiza o yeso, la convierte en agua dura. Los iones como Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3- y otros están naturalmente presentes en el agua. Cuando los iones de Ca y Mg están presentes en concentraciones relativamente altas, se considera que el agua es dura.

Beber agua dura puede tener beneficios para la salud. Sin embargo, en entornos industriales puede causar problemas significativos, ya que la monitorización de la dureza del agua es crucial para prevenir fallos costosos en equipos como calderas y torres de refrigeración. En entornos domésticos, el agua dura se caracteriza típicamente por la falta de formación de espuma cuando se usa jabón en el agua y la acumulación de sarro en calderas y calentadores de agua. El ablandamiento del agua es común para mitigar estos efectos adversos.

¿Qué hace el EDTA en el agua?

(1) En los últimos años, además del intercambio iónico catiónico, se ha utilizado ampliamente EDTA y otros quelantes para formar complejos solubles estables con iones metálicos dañinos. EDTA, a diferencia de los fosfatos que son sensibles al calor, no se descompone en agua caliente y sus complejos son más estables que los fosfatos poliméricos, reduciendo significativamente la concentración de iones metálicos. En aplicaciones industriales como calderas y evaporadores, donde el uso de agua dura no tratada puede llevar a la formación de incrustaciones de compuestos de calcio o hierro, EDTA se utiliza con sales alcalinas y agentes desincrustantes como ácido glucónico, ácido cítrico y trietanolamina, los cuales tienen una fuerte capacidad quelante hacia el hierro determinado por la composición de la incrustación, se calientan a 203 °C durante 2 horas, la capa de deposición se vuelve porosa y ligera, y luego se elimina con un enjuague de agua. Este método no tiene efectos de corrosión en la caldera. Este método también se puede utilizar para el tratamiento del agua recirculante en grandes hoteles y hoteles durante el enfriamiento de verano al agregar cantidades adecuadas de EDTA y solución de amortiguación de amoníaco ajustando el pH a alrededor de 10, y este agua recirculante se puede usar a largo plazo sin formar incrustaciones. Otros materiales también utilizan mezclas de EDTA, surfactantes, dicromato de potasio, polvo de zinc y fosfato para la limpieza.

La reducción de la dureza del agua en aplicaciones de lavandería y la disolución de la suciedad en calderas dependen de la unión de EDTA y agentes quelantes relacionados con Ca2+, Mg2+ y otros iones metálicos. Una vez unidos al EDTA, estos complejos metálicos son menos propensos a formar precipitados o interferir con la acción del jabón y detergentes.

(2) Por razones similares, los detergentes de limpieza a menudo contienen EDTA. De manera similar, en la industria del cemento, EDTA se usa para determinar la cal libre y el magnesio libre en el cemento y el clinker.

(3) El EDTA puede disolver iones Fe3+ en pH neutro o ligeramente inferior. Esta característica es útil en la agricultura, incluyendo la hidroponía. Sin embargo, debido a la dependencia del pH del ligando formado, EDTA no ayuda a mejorar la solubilidad del hierro en suelos neutros. Además, en pH cercano a neutro y superiores, el hierro (III) forma sales insolubles, lo que reduce la biodisponibilidad de estas sales para plantas sensibles.

Como calcular la dureza del agua con edta?

Como calcular la dureza del agua con edta? El agua dura puede ocasionar varios problemas. Por lo tanto, es crucial contar con un método sencillo para determinar su dureza. Este método se basa en la titulación de la muestra de agua con una solución de un agente complejante llamado ácido etilendiaminotetraacético (EDTA). La forma común de este reactivo es como sal disódica, Na2H2EDTA, que es incolora y puede ser pesada y disuelta en agua para formar una solución estable. A un pH alto (> 10), los protones restantes abandonan el EDTA para formar el anión EDTA4-. Este ion puede reaccionar fácilmente con Mg2+ (y Ca2+) formando complejos incoloros como Mg2+ + EDTA4- → MgEDTA2-.

(1) Principio del experimento

Todos los reactivos son incoloros, por lo que se necesita un indicador para detectar el punto final de la reacción. En la titulación con EDTA disódico, se utiliza el indicador Cromo Negro T, el cual forma complejos púrpura-rojizos con calcio y magnesio presentes en la muestra a determinar. Comparado con los compuestos como el EDTA cálcico o el EDTA magnésico, los complejos formados con Cromo Negro T tienen una estabilidad inferior, lo cual permite visualizar el punto final de la titulación cuando el color cambia a azul cielo.

Zhao Yan y otros investigadores reportaron el uso del EDTA disódico para determinar la dureza del agua potable. En el experimento de titulación, se emplean principalmente cinco reactivos, como se detalla en la Tabla 1:

(2) Procedimiento de titulación

Normalmente se toma una muestra de 50 mililitros de agua del grifo. A esta muestra se le añaden 5 mililitros de solución amortiguadora y 3-5 gotas de indicador. Luego, se realiza la titulación con EDTA en un matraz aforado de 50 mililitros, registrando el momento en que el color cambia de rojo a azul. Se repite la titulación dos veces para obtener medidas precisas de las concentraciones totales de Mg2+ y Ca2+.

(3) Pasos para calcular la dureza del agua con EDTA

En el punto de equivalencia, el número de moles de Mg es igual al número de moles de EDTA añadido.

NMg = NEDTA

Los moles de cualquier compuesto en la solución NX pueden expresarse como CX VX, donde CX es la concentración molar y VX es el volumen. Por lo tanto,

CMgVMg = CEDTA VEDTA,

y CMg = CEDTA VEDTA / VMg.

(4) Factores que afectan la precisión de la medición

Se encontró que varios factores como la solución amortiguadora, la velocidad de titulación, la temperatura del agua, el pH y la preparación de los reactivos pueden influir en la exactitud de los resultados de la titulación. Por lo tanto, es crucial seguir estrictamente los procedimientos de titulación, mantener condiciones adecuadas y controlar los factores que puedan afectar, para mejorar la precisión de las mediciones obtenidas.

Aplicaciones y ventajas del análisis de la dureza del agua

Entendiendo el contenido mineral en el agua, se asegura un tratamiento adecuado para obtener agua potable segura. En entornos industriales, comprender la dureza del agua es crucial para los procesos químicos en diversas industrias, ya que afecta la consistencia del producto y otros factores de eficiencia. Tanto para hogares como para empresas, el análisis de la dureza del agua puede determinar la necesidad de un ablandador de agua, lo que puede ahorrar costos en productos de limpieza, reparación de electrodomésticos y mantenimiento.

Referencias:

[1] Zhao Yan. Influencia de la dureza en el agua potable determinada por EDTA y consideraciones [J]. Modern Food, 2019 (19): 138-141. DOI: 10.16736 / j.cnki.cn41-1434 / ts.2019.19.046.

[2] Zhou Linzong, Zhang Zonggui. Breve introducción a la aplicación del ácido etilendiaminotetraacético [J]. Journal of Chuxiong Normal University, 2001, 16 (3): 71-73. DOI: 10.3969 / j.issn.1671-7406.2001.03.019.

[3] https://staff.buffalostate.edu/nazareay/che112/ex4.htm

[4] https://www.quora.com/The-titration-of-a-50-ml-water-sample-for-total-hardness-requires-24-25-ml-of-0-01-molar-EDTA-What-is-the-hardness-of-water-as-PPM-of-calcium-carbonate

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/